Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur han desarrollado un pequeño chip inteligente que se puede combinar con implantes neuronales para una transmisión inalámbrica eficiente de las señales cerebrales.
Los implantes neuronales cuando están incrustados en el cerebro pueden aliviar los síntomas debilitantes de la enfermedad de Parkinson o dar a las personas parapléjicas la capacidad de mover sus extremidades protésicas.
Sin embargo, deben conectarse mediante cables a un dispositivo externo fuera del cuerpo. Para un paciente protésico, el implante neural está conectado a una computadora que decodifica las señales del cerebro para que la extremidad artificial pueda moverse.
Estos cables externos no solo son engorrosos sino que las aberturas permanentes que permiten que los cables entren al cerebro aumentan el riesgo de infecciones.
El nuevo chip de los científicos de NTU puede permitir la transmisión de datos cerebrales de forma inalámbrica y con alta precisión.
El profesor asistente Arindam Basu, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de NTU, dijo que el equipo de investigación probó el chip en datos grabados de modelos animales, lo que demostró que podía decodificar la señal del cerebro en la mano y los dedos con un 95% de precisión.
"Lo que hemos desarrollado es un chip inteligente muy versátil que puede procesar datos, analizar patrones y detectar la diferencia", explicó el profesor Basu.
"Es aproximadamente cien veces más eficiente que los chips de procesamiento actuales en el mercado. Llevará a dispositivos portátiles médicos más compactos, como dispositivos portátiles de monitoreo de ECG e implantes neuronales, ya que ya no necesitamos baterías grandes para alimentarlos."
diferente de otros implantes inalámbricos
Para lograr una alta precisión en la decodificación de las señales cerebrales, los implantes requieren miles de canales de datos sin procesar. Para transmitir de forma inalámbrica esta gran cantidad de datos, también se necesita más potencia, lo que significa baterías más grandes o recargas más frecuentes.
Esto no es factible ya que hay un espacio limitado en el cerebro para los implantes, mientras que la recarga frecuente significa que los implantes no pueden usarse para el registro de señales a largo plazo.
Los prototipos actuales de implantes inalámbricos adolecen de falta de precisión, ya que carecen del ancho de banda para enviar miles de canales de datos sin procesar.
En lugar de ampliar la fuente de energía para admitir la transmisión de datos sin procesar, Asst Prof Basu trató de reducir la cantidad de datos que deben transmitirse.
Diseñado para ser extremadamente eficiente en energía, el chip inteligente patentado de NTU analizará y decodificará las miles de señales de los implantes neuronales en el cerebro, antes de comprimir los resultados y enviarlos de forma inalámbrica a un pequeño receptor externo.
Esta invención y sus hallazgos fueron publicados el mes pasado en la revista Transacciones IEEE en circuitos y sistemas biomédicos , por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, la asociación profesional más grande del mundo para el avance de la tecnología.
Su ciencia subyacente también se presentó en tres conferencias internacionales de ingeniería dos en Atlanta, EE. UU. Y una en China durante los últimos tres meses.
Chip inteligente versátil con múltiples usos
Este nuevo chip inteligente está diseñado para analizar patrones de datos y detectar patrones anormales o inusuales.
Por ejemplo, en una cámara de video remota, el chip se puede programar para enviar un video de regreso a los servidores solo cuando se detecta un tipo específico de automóvil o algo fuera de lo común, como un intruso.
Esto sería extremadamente beneficioso para Internet de las cosas IOT, donde todos los dispositivos eléctricos y electrónicos están conectados a Internet a través de un chip inteligente.
Con un informe de la firma de investigación de mercado Gartner Inc que predice que 6.400 millones de dispositivos y dispositivos inteligentes se conectarán a Internet en 2016, y se elevarán a 20.800 millones de dispositivos en 2020, reducir el tráfico de red será una prioridad para la mayoría de las empresas.
Usando el nuevo chip de NTU, los dispositivos pueden procesar y analizar los datos en el sitio, antes de enviar detalles importantes en un paquete comprimido, en lugar de enviar el flujo de datos completo. Esto reducirá el uso de datos en más de mil veces.
El profesor Asu Basu está ahora en conversaciones con Singapore Technologies Electronics Limited para adaptar su chip inteligente que puede reducir significativamente el consumo de energía y la cantidad de datos transmitidos por sensores remotos que funcionan con baterías, como las cámaras de video.
El equipo también está buscando expandir las aplicaciones del chip en productos comerciales, como personalizarlo para redes de sensores domésticos inteligentes, en colaboración con una compañía local de electrónica.
El chip, que mide 5 mm por 5 mm, ahora puede obtener una licencia de compañías del brazo de comercialización de NTU, NTUitive.
Desarrollado en los últimos dos años por un equipo de cuatro personas en el Centro de Excelencia de Diseño VIRTUS IC de NTU, el proyecto ha recibido más de S $ 850,000 en fondos de investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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